notícias

fonte da imagem: unsplash

é possível fundir formas de vida e robôs em um só? alguns cientistas propuseramrobô biohíbridoa ideia de um robô biohíbrido: fazer com que as células formem formas úteis sob demanda ou usar tecidos específicos formados naturalmente pelas células para controlar robôs.

em um artigo publicado recentemente na science robotics (robótica científica), pesquisadores da universidade cornell, nos estados unidos, deram mais um passo importante no campo dos robôs biohíbridos: elesuse cogumelo king oyster (pleurotus eryngii) o micélio controlou com sucesso o movimento de muitas formas diferentes de robôs。

um dos robôs controlados com micélio pleurotus eryngii (fonte da imagem: artigo original)

quando pensamos em robôs biohíbridos, king oyster mushroom pode não vir à mente. porque a primeira impressão que esses fungos deixam nas pessoas, além de deliciosas, pode ser apenas a palavra “burro”. parece distante dos robôs que podem realizar diversas tarefas. no entanto, no campo da robótica biohíbrida, os fungos têm, na verdade, muitas vantagens incomparáveis ​​sobre as células animais.

primeiro,os fungos não precisam crescer em um ambiente estéril e são “fáceis de cultivar”, só precisam fornecer nutrientes básicos para se reproduzirem em grande número. em comparação, células animais “delicadas” não apenas exigem que os pesquisadores substituam meios de cultura novos todos os dias, mas também exigem que os pesquisadores adicionem antibióticos ao meio de cultura para crescerem normalmente. além disso, os fungos também estão amplamente distribuídos na natureza.sobreviva em ambientes com alto teor de sal, alto teor de ácido, polares e até mesmo de radiação, que estabelece a base para sua ampla variedade de cenários de aplicação.

finalmente, os fungos também podem ser muitoresponder com sensibilidade a vários fatores ambientais. por exemplo, a luz regula o ritmo circadiano dos fungos. nas profundezas do solo, o micélio forma enormes redes que respondem às mudanças ambientais. assim como nossos neurônios geram potenciais de ação após receberem sinais, as células do micélio também podemsinais elétricos semelhantes são produzidos pelo transporte de íons através das membranas, haverá até processos semelhantes de despolarização e repolarização.

como resultado, o professor robert f. shepherd, da universidade cornell, chamou a atenção do professor robert f. shepherd, da universidade cornell. se pudéssemos registrar os sinais elétricos do pleurotus eryngii em resposta a fatores ambientais e depois usar esses sinais como instruções para o robô realizar as ações correspondentes, não seria equivalente a usar o pleurotus eryngii para controlar o robô? se você arredondar,este é simplesmente pleurotus eryngii dirigindo um robô gundam.！

cogumelo ostra rei (fonte da imagem: diego delso, via wikimedia commons)

no entanto, realizar robôs controlados por fungos não é simples. esta é uma engenharia sistemática que combina vários campos, como engenharia mecânica, eletrônica, micologia, neurobiologia e processamento de sinais. o primeiro problema que a equipe de pesquisa precisa resolver é como blindar as vibrações e interferências eletromagnéticas durante a operação do robô, de forma a registrar os sinais bioelétricos gerados pelo micélio de forma estável e por muito tempo. o método utilizado foi cultivar o micélio de pleurotus eryngii,deixe o micélio crescer e envolver os eletrodos, formando uma conexão estável com os eletrodos e, em seguida, usando este módulo de micélio que pode registrar sinais elétricos em tempo real como parte do suporte do robô.

a equipe de pesquisa também precisa permitir que os sinais bioelétricos gravados guiem os movimentos do robô. portanto, eles derivam do sistema nervoso animalgerador de padrão central(cpg), foi projetada uma arquitetura de controle especial. cpg é um circuito neuronal que pode produzir endogenamente saída rítmica e formar padrões de movimento rítmico sem a necessidade de entrada sensorial rítmica ou entrada de feedback central (como muitos comportamentos de natação de lampreias). os pesquisadores desenvolveram um algoritmo para converter os sinais elétricos do micélio em sinais de controle digital semelhantes ao cpg, que são enviados aos atuadores do robô - válvulas ou motores - para controlar o movimento do robô.

o micélio envolve o eletrodo (fonte da imagem: artigo original)

com base neste trabalho, os investigadores conceberam dois robôs biohíbridos que podem ser “manipulados” pelo micélio de pleurotus eryngii. um sósiaestrela do maro mesmo, andando sobre cinco patas; a outra é um carro;carro, avança através de quatro rodas. os pesquisadores usaram o módulo de micélio como a “cabeça” do robô. os ​​sinais do “cérebro do pleurotus eryngii” podem controlar respectivamente as válvulas e os motores no corpo do robô, impulsionando assim a “estrela do mar” e o carro para frente.

embora os sinais elétricos gerados pelo “cérebro de pleurotus eryngii” em seu estado natural possam permitir que o robô avance, a equipe de pesquisa ainda espera que esses robôs biohíbridos possam responder ao ambiente externo e se mover sob condições específicas. então, eles escolhemusando a luz como um sinal para ativar ainda mais o micélio de pleurotus eryngii. “os cogumelos não gostam de luz, crescem em locais escuros, por isso a luz dá-lhes um sinal forte”, disse shepherd.

os pesquisadores descobriram que entre os quatro tipos de luz, luz ultravioleta, azul, vermelha e branca,o micélio de pleurotus eryngii é mais sensível aos raios uv. então, eles irradiaram o micélio com luz ultravioleta, impulsionando o robô para frente. de acordo com o vídeo publicado no jornal, o módulo de micélio precisa apenas ser brevemente irradiado com luz ultravioleta, e o forte sinal elétrico que ele gera emitirá instruções para fazer a “estrela do mar” e o robô avançarem mais rápido.

após a irradiação ultravioleta, o carro-robô controlado pelo micélio pleurotus eryngii avançou rapidamente (fonte de vídeo: artigo original)

fonte: ciência global